2005 Fiscal Year Annual Research Report
超アルヴェン速度プラズマ流の生成と構造変化を伴う電磁流体現象の解明
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17340170
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
犬竹 正明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90023738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 晃 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90182998)
服部 邦彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90261578)
戸張 博之 日本原子力研究所, 核融合工学部, 職員等(博士研究員) (70361128)
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| Keywords | プラズマ・核融合 / 流体工学 / 電磁流体 / 超音速プラズマ流 / アルヴェン速度 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、プラズマ流に関し、広範なM_i-M_Aパラメータ領域の実現、高ベータプラズマ流に対する拡張ベルヌーイ法則の検証および断熱指数(γ:比熱比)の実験的推定法の確立、そして超アルヴェン速領域における高ベータプラズマ流の磁力線からの離脱現象と磁場の構造変化の実験的研究を目的とした実験研究を遂行することである。
本年度は、超アルヴェン速プラズマ流領域のマッハ数制御法を確立し、種々の電磁流体実験を行うために、まずプラズマ源である既存のMPDA装置を用い種々の条件下で詳細なプラズマパラメータを取得した。さらに、出口部に磁気ノズル用コイルを装備した小型のMPDAを製作し、その特性評価を行った。この磁気ノズルを用いることで、より高速のプラズマ流を生成することが可能である。
このMPDA出口近傍部では高密度状態であり、静電プローブによる計測ができないため、電子密度の正確な値が不明であった。そこで、電子密度計測として新たに近赤外レーザーを用いた干渉計を新規導入するとともに、多重反射型可視光レーザー干渉計を製作し、MPDA出口近傍の電子密度を測定した。その結果、下流側領域で静電プローブから測定された密度分布を外掃して予想された値と一致する結果を得ることが出来た。
一方で、広範なM_i-M_Aパラメータ領域の実現を目指し、イオン加熱と磁気ノズル配位を組み合せることで、超アルヴェン速領域のプラズマ流の生成を試みた。マッハプローブアレイや磁気プローブアレイ、プラズマ中のイオン温度や流速など種々の計測装置を用いてプラズマ流の観測を行った。
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